计算机组成原理蒋本珊讲解

1、第七章 外部设备有哪些主要功能？ 可以分为哪些大类？ 各类中有哪 些典型设备？解：外部设备的主要功能有数据的输入、输出、成批存储以及对 信息的加工处理等。 外部设备可以分为五大类：输入输出设备、辅助存储器、终端设备、 过程控制设备和脱机设备。其典型设备有键盘、打印机、磁盘、智能 终端、数模转换器和键盘 软盘数据站等。 说明磁介质存储器的存储原理。解：磁介质存储器的存储过程是一种电磁转换的过程。 在磁介质 存储器中，信息是记录在一薄层磁性材料上的，这个薄层称为磁层。 磁层与所附着的载体称为记录介质或记录媒体。 磁头是磁记录设备的 关键部件之一， 是一种电磁转换元件， 能把电脉冲表示的二进制代码

2、转换成磁记录介质上的磁化状态，即电 磁转换；反过来，能把磁 记录介质上的磁化状态转换成电脉冲，即磁 电转换。 分别用 RZ 、NRZ 、NRZ唱 、PE 、FM 、MFM和 M FM 制记 录方式记录下述数据序列，画出写电流波形。（） （） 解：（） 写电流波形如图 - （a）所示。（） 写电流波形如图 - （b）所示。 若对磁介质存储器写入数据序列 ，请画出不归零唱 制、调相制、调频制、改进的调频制等记录方式的写电流波形。 解：写电流波形如图 - 所示。 主存储器与磁介质存储器在工作速度方面的指标有什么不同？ 为什么磁盘存储器采用两个以上的指标来说明其工作速度？解：主存储器速度指标主要有存取

3、速度和存取周期， 而磁介质存 储器速度指标为平均存取时间， 这是因为磁介质存储器采用顺序存取 或直接存取方式。 磁盘存储器的平均存取时间至少应当包括平均寻道 时间和平均等待时间两部分， 因为磁盘存储器首先需要将磁头移动到 指定的磁道上，然后将记录块旋转到磁头下方才能进行读写。 某磁盘组有六片磁盘，每片可有两个记录面，存储区域内径为 cm ，外径为 cm ，道密度 道cm ，位密度 b cm ，转速 r min 。试问： （） 共有多少个存储面可用？（） 共有多少个圆柱面？（） 整个磁盘组的总存储容量有多少？（） 数据传送率是多少？（） 如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一存储面上

4、还是记录在同一圆柱面上？ 为什么？ （） 如果采用定长信息块记录格式， 直接寻址的最小单位是什么？ 寻址命令中如何表示磁盘地址？ 某磁盘存储器的转速为 r min ，共有 个盘面， 道mm， 每道记录信息 B ，最小磁道直径为 mm， 共有 道。试问：（） 该磁盘存储器的存储容量是多少？（） 最高位密度和最低位密度是多少？（） 磁盘的数据传送率是多少？（） 平均等待时间是多少？解：（） 磁盘存储器的容量 B（） 最高位密度 D每道信息量内圈圆周长 （ 最小磁道直径） Bmm。最低位密度 D 每道信息量 外圈圆周长 （ 最大磁道直径） Bmm。（） 磁盘数据传输率 C Bs 某磁盘组有效盘面个，

5、每个盘面上有个磁道。每个 磁道上的有效记忆容量为 B ，块间隔 B ，旋转速 度 r min 。试问：（） 在该磁盘存储器中，若以 B 为一个记录，这样，一 个磁道能存放 个记录。若要存放 万个记录， 需要多少个圆 柱面（一个记录不允许跨越多个磁道） ？（） 这个磁盘存储器的平均等待时间是多少？（） 数据传送率是多少？解：（） 一个圆柱面可存放 个记录， 个 记录需要 个圆柱面。 （）平均等待时间为旋转半圈的时间， ms 。 某磁盘格式化为 个扇区和 条磁道。该盘能按需要选 择顺时针或逆时针旋转，旋转一圈的时间为 ms ，读一块数据的时间为 ms 。该片上有 个文件：文件 A 从磁道 、扇区

6、开 始占有 块；文件B 从磁道 、扇区 开始占有 块；文件C 从 磁道 、扇区 开始占有 块。试问：该磁盘的平均等待时间为多少？ 平均寻道时间是多少？ 若磁 头移动和磁盘转动不同时进行，且磁头的初始位置在磁道 、扇区 ，按顺序 C 、B 、 A 读出上述 个文件，总的时间是多少？ 在 相同的初始位置情况下， 读出上述 个文件的最短时间是多少？ 此 时文件的读出次序应当怎样排列？解：平均等待时间为 ms 。磁盘分为 个扇区，等待一 个扇区的时间为 ms 。平均寻道时间为磁头移动 条磁道的时间，设移动一个磁道的时 间为 n ，则平均寻道时间为 n 。按顺序C 、B 、A 读出上述 个文件，总的时间

7、包括：总的寻道时间：移动道时间 移动道时间 移动 道时间 移动 道时间 n总的等待时间：（ ） ms 总的读出数据时间：（ ） ms 读出上述 个文件的最短时间包括： 总的寻道时间：移动 道时间 移动 道时间 移动 道时间 移动 道时间 n ms总的等待时间：（ ） 总的读出数据时间不变。此时文件的读出次序为 B 、C 、 A 。 什么是光盘？ 简述光盘的工作原理。解：相对于利用磁通变化和磁化电流进行读写的磁盘而言， 用光 学方式读写信息的圆盘称为光盘， 以光盘为存储介质的存储器称为光 盘存储器。CD唱ROM光 盘上有一条从内向外的由凹痕和平坦表面相互 交替而组成的连续的螺旋形路径， 当一束激

8、光照射在盘面上， 靠盘面 上有无凹痕的不同反射率来读出程序和 数据。 CD唱 R 光盘的写入是利用聚焦成 m 左右的激光束的热能， 使记录介质表面的形状发生永久性变化而完成的，所以只能写入一 次，不能抹除和改写。 CD唱RW光 盘是利用激光照射引起记录介质的 可逆性物理变化来进行读写的， 光盘上有一个相位变化刻录层， 所以 CD唱RW光 盘又称为相变光盘。 键盘属于什么设备？ 它有哪些类型？ 如何消除键开关的抖 动？ 简述非编码键盘查询键位置码的过程。解：键盘是计算机系统不可缺少的输入设备。 键盘可分为两大类 型：编码键盘和非编码键盘。 非编码键盘用较为简单的硬件和专门的 键盘扫描程序来识别按

9、键的位置。 消除键开关抖动的方法分硬件和软 件两种。硬件的方法是增设去抖电路； 软件的方法是在键盘程序中加 入延时子程序， 以避开抖动时间。 键盘扫描程序查询键位置码的过程 为： 查询是否有键按下。 查询已按下键的位置 按行号和列号求键的位置码 说明针式打印和字模式打印有何不同？ 各有什么优缺点？ 解：针式打印机利用若干根打印针组成的点阵来构成字符； 字模 式打印机将各种字符塑压或刻制在印字机构的表面上， 印字机构如同 印章一样， 可将其上的字符在打印纸上印出。 针式打印机以点阵图拼 出所需字形，不需要固定字模，它组字非常灵活，可打印各种字符和 图形、表格和汉字等，字形轮廓一般不如字模式清晰；

10、字模式打印机 打印的字迹清晰，但字模数量有限，组字不灵活，不能打印汉字和图 形。 什么是随机扫描？ 什么是光栅扫描？ 各有什么优缺点？ 解：扫描方式有两种：光栅扫描和随机扫描。在光栅扫描方式中， 电子束在水平和垂直同步信号的控制下有规律的 扫描整个屏幕。这种方式的控制比较简单，画面质量较好且稳定，但 对行扫描频率要求较高。在随机扫描方式中， 电子束能在屏幕上进行随机运动， 其轨迹随显示 内容变化而变化， 只在需要显示字符和图形的地方扫描， 而不必扫描 全屏。这种方式显示速度快、 画面清晰，尤其是线条的轮廓十分光滑， 一般用于高清晰度的专用图形显示器中，但这种方式的控制比较复 杂，而且只能用于字

11、符和图形显示，不适于显示随机图像。 什么是分辨率？ 什么是灰度级？ 它们各有什么作用？ 解：分辨率由每帧画面的像素数决定， 而像素具有明暗和色彩属 性。黑白图像的明暗程度称为灰度，明暗变化的数量称为灰度级，分 辨率和灰度级越高，显示的图像越清晰、逼真。 某字符显示器， 采用 点阵方式， 每行可显示 个 字符，缓存容量至少为 字节，并采用 位标准编码， 试问： （）如改用字符点阵，其缓存容量为多少？（设行距、字距 不变 行距为，字距为。）（ ） 如果最多可显示 种字符，上述两种显示方式各需多 大容量的字符发生器 ROM？解：（） 因为显示器原来的缓存为 B ，每行可显示 个字符，据此可计算出显示

12、器的字符行数： （行）因为，原字符窗口（）（），现字符窗 口（）（ ） 。所以，现显示器每行可显示 个字符，显示器可显示的字符行数 为 行。故缓存的容量为 B 。（） ROM 中为行点阵码 点阵方式： （位） （字节） 点阵方式： （位） （字节）注：为存储方便，每个行点阵码占用一个字节。 某 CRT 显示器可显示 种ASCII 字符，每帧可显示 列 行，每个字符点阵为 ，即横向 点，字间间隔 点， 纵向 点，排间间隔 点，场频 Hz ，采用逐行扫描方式。试 问：（） 缓存容量有多大？（） 字符发生器（ ROM）容量有多大？（） 缓存中存放的是字符的 ASCII 码还是字符的点阵信息？（） 缓

13、存地址与屏幕显示位置如何对应？（） 设置哪些计数器以控制缓存访问与屏幕扫描之间的同步？ 它 们的分频关系如何？解：（） 缓存容量：， KB（不考虑显示属 性）， KB（考虑显示属性） 。（） 字符发生器（ ROM）容量 B 。（） 缓存中存放的是字符的 ASCII 码。（） 屏幕显示位置自左至右，从上到下，相应地缓存地址由低到 高，每个地址码对应一个字符显示位置。 设字符在屏幕上的位置坐标 为（X ，Y ） ，即行地址为 X ，列地址为 Y ，则缓存地址 X Y （未考虑显示属性） 。（） 设置 个计数器以控制缓存访问与屏幕扫描之间的同步。 它 们的分频关系是：点计数器： 分频（包括横向 点和

14、字间间隔 点） 。 字计数器： 分频（包括一行显示 个字符和水平回扫折合的 字符数） 。行计数器： 分频（包括纵向 点，排间间隔 点） 。 排计数器： 分频（包括显示 排字符和垂直回扫折合的字符 排数） 。 某CRT 字符显示器， 每帧可显示 列行，每个字符 是 点阵，字符窗口 ，场频为 Hz 。试问： （） 缓存采用什么存储器， 其中存放的内容是什么？ 容量应为多 大？（） 缓存地址如何安排？ 若在 号单元存放的内容要显示 出来，其屏幕上 X 和Y的坐标应是多少？（） 字符点阵存放在何处？ 如何读出显示？（） 计算出主振频率以及点计数器、字计数器、行计数器、排计 数器的分频频率。解：（） 缓

15、存采用随机存储器， 其中存放的内容是字符的 ASCII 码，容量至少为字节（不含显示属性） 。（） 屏幕上最多可显示 个字符， 缓存地址与屏幕显示位 置的排号和列号具有对应关系。若要将缓存 号单元存放的内 容显示出来，其屏幕上 X 和 Y 的坐标均为（从开始计） ，即在 屏幕的第 行第 列上有字符显示。（） 字符点阵存放在字库中，根据字符的 ASCII 码逐行读出点阵 显示。（） 主振频率 MHz 。点计数器： 分频 字计数器：（ ）分频。行计数器： 分频。排计数器：（ ）分频。 若用 CRT 作图形显示器，其分辨率为 ，沿横向每 点的信息存放在缓存中，场频为 Hz 。试问：（） 缓存的基本容

16、量是多少？（） 地址如何安排？（） 点计数器、字节计数器、行计数器各为多少分频？（） 它和字符显示器有哪些不同？解：（） 缓存的基本容量是 字节（不考虑灰度级） 。（） 缓存地址为行号 列号。（） 点计数器： 分频。字节计数器：（ L ）分频，其中 L 次计数，作为行线逆程回 扫折合的字节数。行计数器：（ M）分频，其中 M 次计数，作为场逆程回扫 折合的行数。（） 图形显示器和字符显示器不同在于：图形显示器需将每个像 素的信息都存放在 VRAM中 ，而字符显示器只需将要显示的 ASCII 码 存放在 VRAM中 ，字符的点阵来自字符发生器 ROM。 某字符显示器分辨率为 列 行，字符点阵 ，

17、横向间隔 点，排间间隔点，问：缓存 VRAM容 量至少应多 大？ 应设置哪几级同步计数器？ 它们的分频关系如何？ 若要求场 频Hz ，则点频应为多少？ 何时访问一次 VRAM？ 地址如何确 定？解：缓存 VRAM容 量至少 字节。设置 级同步计数器（点 计数器、字计数器、行计数器、排计数器） ，它们的分频分别是点 计数器 分频、 字计数器（ L ）分频、行计数器 （ ） 分频、排计数器（ M）分频。其中，L是水平回扫折合的字符数， M 是垂直回扫折合的字符排数。 假设L ，M ，有：点频 （ MHz）每隔 s（字符脉冲频率的倒数）访问一次 VRAM， 地址由字计数器和 排计数器共同提供，其中， 字计数器提供低位地址，行计数器提供高 位地址。 某图形显示器的分辨率为 ，若作单色显示 且不要求灰度等级， 则 VRAM容 量至少应多大？ 应设置哪几级同步计 数器？ 它们的分频关系如何？ 若要求场频 Hz ，则点频应为多 少？ 何时访问一次 VRAM？ 地址如何确定？解： VRAM容 量至少应为 字节。设置 级同步计数器（点计数器、字节计数器、行计数器） ，它们 的分频关系分别是点计数器 分频、字节计数器（ L ）分频、行计数器（ M）分频